《普通高等院校"十一五"規劃教材·自動控制原理(中文版)》一書，比較全面地闡述了自動控制的基本理論及套用。《普通高等院校"十一五"規劃教材·自動控制原理(中文版)》共分9章，主要包括自動控制系統建模、時域分析法、根軌跡法、頻域分析法、離散系統分析、非線性系統分析、線性系統理論、最優控制理論。各章均含有MATLAB支持下對控制系統進行計算機輔助分析與設計、典型習題及詳細解答、典型考研試題及詳細解答、課後習題.《普通高等院校"十一五"規劃教材·自動控制原理(中文版)》為2009年“控制系統工程”國家雙語教學示範課程雙語教材中文版、2008年自動控制系列課程國家優秀教學團隊主幹教材、2003年國家精品課程“自動控制原理”精品教材。
基本介紹
- 書名：普通高等院校"十一五"規劃教材•自動控制
- 出版社：國防工業出版社
- 頁數：472頁
- 開本：16
- 定價：45.00
- 作者：陶鋼 陳復揚
- 出版日期：2010年8月1日
- 語種：簡體中文
- ISBN：7118070084, 9787118070088
- 品牌：國防工業出版社
內容簡介,圖書目錄,序言,
內容簡介
《普通高等院校"十一五"規劃教材·自動控制原理(中文版)》：2003年國家精品課程《自動控制原理》主幹教材；2008年自動控制系列課程國家優秀教學團隊精品教材；2009年《控制系統工程》國家雙語教學示範課程雙語教材。《普通高等院校"十一五"規劃教材·自動控制原理(中文版)》可作為高等工業院校自動控制、工業自動化、電氣自動化、機械、動力、冶金、管理等專業的教材；亦可供從事自動控制類各專業工程技術人員以及對自動控制感興趣的讀者自學參考。
圖書目錄
第1章 自動控制的一般概念
1.1 引言
1.2 自動控制簡史
1.3 自動控制系統的基本概念
1.3.1 自動控制系統
1.3.2 控制方式的分類
1.3.3 開環與閉環控制系統的比較
1.4 自動控制系統的分類及組成
1.4.1 自動控制系統的分類
L4.2 自動控制系統的組成
1.5 對控制系統的性能要求
1.5.1 自動控制系統的性能要求
1.5.2 自動控制系統的典型外作用
本章小結
第2章 控制系統的數學模型
2.1 引言
2.2 控制系統的時域數學模型
2.2.1 控制系統的微分方程
2.2.2 控制系統的線性近似
2.3 拉普拉斯變換
2.3.1 拉普拉斯變換的定義
2.3.2 拉普拉斯變換的常用定理
2.3.3 拉普拉斯反變換
2.3.4.微分方程的求解
2.4 控制系統的復域數學模型
2.4.1 傳遞函式
2.4.2 傳遞函式的極點和零點對輸出的影響
2.4.3 典型元部件的傳遞函式
2.5 控制系統的結構圖與信號流圖
2.5.1 控制系統的結構圖
2.5.2 控制系統的信號流圖
2.5.3 閉環系統的常用傳遞函式
2.6 控制系統建模的套用研究
2.6.1 數學模型的實驗測定
2.6.2 利用MATLAB進行系統建模
2.7 控制系統建模的設計實例
本章小結
本章習題輔導
第3章 線性系統的時域分析法
3.1 引言
3.2 線性系統的時域性能指標
3.2.1 典型輸入信號
3.2.2 動態性能與穩態性能
3.3 線性系統的穩定性分析
3.3.1 穩定性的基本概念
3.3.2 線性系統穩定的充分必要條件
3.3.3 勞斯穩定判據
3.3.4 勞斯穩定判據的特殊情況
3.3.5 勞斯穩定判據的套用
3.4 線性系統的快速性分析
3.4.1 一階系統的時域分析
3.4.2 二階系統的時域分析
3.4.3 高階系統的時域分析
3.5 線性系統的準確性分析
3.5.1 線性系統的穩態誤差計算
3.5.2 減小和消除穩態誤差的方法
3.6 線性系統的時域法校正
3.6.1 比例－微分環節(PD)校正
3.6.2 比例－積分環節(PI)校正
3.6.3 比例－積分－微分環節(PD)校正
3.7 線性系統時域法的套用
3.7.1 利用MATLAB研究時域法
3.7.2 時域分析法的設計實例
本章小結
本章習題輔導
第4章 線性系統的根軌跡法
4.1 引言
4.2 根軌跡法的基本概念
4.2.1 閉環零、極點與開環零、極點妁關係
4.2.2 根軌跡方程
4.3 根軌跡繪製的基本法則
4.3.1 繪製根軌跡的基本法則
4.3.2 閉環極點的確定
4.4 廣義根軌跡
4.4.1 參數根軌跡
4.4.2 零度根軌跡
4.5 線性系統的控制性能分析
4.5.1 閉環零、極點分布與階躍回響的定性分析
4.5.2 主導極點與偶極子的概念
4.5.3 用主導極點估算系統的性能
4.6 線性系統的根軌跡法校正
4.6.1 超前校正
4.6.2 滯後校正
4.6.3 超前一滯後校正
4.7 線性系統根軌跡法的套用
4.7.1 利用MAT，LAB研究根軌跡法
4.7.2 根軌跡法的設計實例
本章小結
本章習題輔導
第5章 線性系統的頻域分析法
5.1 引言
5.2 頻率特性
5.2.1 頻率特性的基本概念
5.2.2 頻率特性的幾何表示方法
5.3 開環系統的頻率特性
5.3.1 典型環節的頻率特性
5.3.2 開環系統的頻率特性
5.4 線性系統的穩定性分析
5.4.1 頻率域穩定判據
5.4.2 穩定裕度
5.5 閉環系統的頻域性能指標
5.5.1 控制系統的頻寬
5.5.2 閉環系統頻域性能指標和時域指標的轉換
5.5.3 閉環頻率特性
5.6 線性系統的頻域法校正
5.6 ，1串聯超前校正
5.6.2 串聯滯後校正
5.6.3 串聯滯後一超前校正
5.7 線性系統頻域法的套用
本章小結
本章習題輔導
第6章 線性離散系統的分析
6.1 引言
6.2 離散控制系統的基本概念
6.2.1 離散控制系統的套用
6.2.2 離散控制系統的特點
6.2.3 離散控制系統的研究方法
6.3 信號的採樣和保持
6.3.1 採樣過程
6.3.2 採樣過程的數學描述
6.3.3 採樣定理
6.3.4 零階保持器
6.4 Z變換理論
6.4.1 Z變換的定義
6.4.2 Z變換的求法
6.4.3 Z變換的基本定理
6.4.4 Z反變換
6.5 離散系統的數學模型
6.5.1 離散系統的數學定義
6.5.2 線性常係數差分方程及其解法
6.5.3 脈衝傳遞函式
6.6 離散系統的穩定性分析
6.6.1 離散控制系統穩定的充要條件
6.6.2 勞斯穩定判據
6.6.3 朱利穩定判據
6.6.4 採樣周期與開環增益對穩定性的影響
6.6.5 離散系統的穩態誤差分析
6.7 離散系統的動態性能分析
6.7.1 離散控制系統的時間回響及性能指標
6.7.2 閉環極點的分布與動態性能的關係
6.8 離散系統的數字校正
6.8.1 校正方式
6.8.2 數字控制器的脈衝傳遞函式
6.8.3 最少拍系統及設計
6.8.4 最少拍無紋波系統設計
本章小結
本章習題輔導
第7章 非線性控制系統分析
7.1 引言
7.2 非線性控制系統概述
7.2.1 非線性系統的特點
7.2.2 非線性系統的分析與設計方法
7.3 常見非線性特性及其對系統性能的影響
7.4 相平面法
7.4.1 相平面的基本概念
7.4.2 相軌跡的繪製方法
7.4.3 線性系統的相軌跡
7.4.4 奇點和奇線
7.4.5 非線性系統的相平面分析
7.5 描述函式法
7.5.1 描述函式的基本概念
7.5.2 典型非線性特性描述函式
7.5.3 非線性系統的簡化
7.5.4 描述函式法進行非線性系統分析
7.6 非線性控制系統的設計實例
本章小結
本章習題輔導
第8章 線性系統的狀態空間分析與綜合
8.1 引言
8.2 線性系統的狀態空間描述
8.2.1 狀態與狀態變數
8.2.2 狀態空間表達式
8.2.3 狀態空間表達式的建立方法
8.2.4 線性連續時不變系統狀態方租的解
8.2.5 系統的傳遞函式矩陣
8.2.6 線性系統狀態空間模型的線性變換
8.2.7 線性離散系統的狀態空間模型
8.3 線性系統的能控性和能觀性
8.3.1 線性連續系統的能控性
8.3.2 輸出能控性
8.3.3 線性連續系統的能觀性
8.3.4 狀態空間表達式的能控和能觀標準型轉化
8.3.5 線性定常系統的規範分解
8.3.6 離散系統的能控性和能觀性
8.4 李雅普諾夫穩定性分析
8.4.1 李雅普諾夫意義下的穩定性
8.4.2 李雅普諾夫第一法(間接法)
8.4.3 李雅普諾夫第二法(直接法)
8.4.4 李雅普諾夫第二法線上性定常系統中的套用
8.5 線性定常系統的狀態綜合
8.5.1 兩種常用反饋控制結構
8.5.2 反饋結構對系統性能的影響
8.5.3 系統的極點配置
8.5.4 全維狀態觀測器
8.5.5 分離特性
8.6 狀態空間分析法的設計實例
本章小結
本章習題輔導
第9章 最優控制理論基礎
9.1 引言
9.2 最優控制問題導論
9.3 最優控制中的變分法
9.3.1 微積分基礎
9.3.2 泛函與變分法基本概念
9.3.3 泛函極值問題與歐拉方程
9.3.4 條件泛函極值與動態系統的最優控制問題
9.4 極小值原理及其套用
9.4.1 經典變分法的局限
9.4.2 連續系統的極小值原理
9.4.3 極小值原理的套用
9.5 線性二次型最優控制問題
9.5.1 線性二次型問題
9.5.2 線性系統狀態調節器問題
9.5.3 倒立擺的最優控制問題
9.6 動態規劃
9.6.1 動態規劃基本思想
9.6.2 動態規劃法求解離散最優控制問題
本章小結
本章習題輔導
各章課後練習題參考答案
參考文獻
1.1 引言
1.2 自動控制簡史
1.3 自動控制系統的基本概念
1.3.1 自動控制系統
1.3.2 控制方式的分類
1.3.3 開環與閉環控制系統的比較
1.4 自動控制系統的分類及組成
1.4.1 自動控制系統的分類
L4.2 自動控制系統的組成
1.5 對控制系統的性能要求
1.5.1 自動控制系統的性能要求
1.5.2 自動控制系統的典型外作用
本章小結
第2章 控制系統的數學模型
2.1 引言
2.2 控制系統的時域數學模型
2.2.1 控制系統的微分方程
2.2.2 控制系統的線性近似
2.3 拉普拉斯變換
2.3.1 拉普拉斯變換的定義
2.3.2 拉普拉斯變換的常用定理
2.3.3 拉普拉斯反變換
2.3.4.微分方程的求解
2.4 控制系統的復域數學模型
2.4.1 傳遞函式
2.4.2 傳遞函式的極點和零點對輸出的影響
2.4.3 典型元部件的傳遞函式
2.5 控制系統的結構圖與信號流圖
2.5.1 控制系統的結構圖
2.5.2 控制系統的信號流圖
2.5.3 閉環系統的常用傳遞函式
2.6 控制系統建模的套用研究
2.6.1 數學模型的實驗測定
2.6.2 利用MATLAB進行系統建模
2.7 控制系統建模的設計實例
本章小結
本章習題輔導
第3章 線性系統的時域分析法
3.1 引言
3.2 線性系統的時域性能指標
3.2.1 典型輸入信號
3.2.2 動態性能與穩態性能
3.3 線性系統的穩定性分析
3.3.1 穩定性的基本概念
3.3.2 線性系統穩定的充分必要條件
3.3.3 勞斯穩定判據
3.3.4 勞斯穩定判據的特殊情況
3.3.5 勞斯穩定判據的套用
3.4 線性系統的快速性分析
3.4.1 一階系統的時域分析
3.4.2 二階系統的時域分析
3.4.3 高階系統的時域分析
3.5 線性系統的準確性分析
3.5.1 線性系統的穩態誤差計算
3.5.2 減小和消除穩態誤差的方法
3.6 線性系統的時域法校正
3.6.1 比例－微分環節(PD)校正
3.6.2 比例－積分環節(PI)校正
3.6.3 比例－積分－微分環節(PD)校正
3.7 線性系統時域法的套用
3.7.1 利用MATLAB研究時域法
3.7.2 時域分析法的設計實例
本章小結
本章習題輔導
第4章 線性系統的根軌跡法
4.1 引言
4.2 根軌跡法的基本概念
4.2.1 閉環零、極點與開環零、極點妁關係
4.2.2 根軌跡方程
4.3 根軌跡繪製的基本法則
4.3.1 繪製根軌跡的基本法則
4.3.2 閉環極點的確定
4.4 廣義根軌跡
4.4.1 參數根軌跡
4.4.2 零度根軌跡
4.5 線性系統的控制性能分析
4.5.1 閉環零、極點分布與階躍回響的定性分析
4.5.2 主導極點與偶極子的概念
4.5.3 用主導極點估算系統的性能
4.6 線性系統的根軌跡法校正
4.6.1 超前校正
4.6.2 滯後校正
4.6.3 超前一滯後校正
4.7 線性系統根軌跡法的套用
4.7.1 利用MAT，LAB研究根軌跡法
4.7.2 根軌跡法的設計實例
本章小結
本章習題輔導
第5章 線性系統的頻域分析法
5.1 引言
5.2 頻率特性
5.2.1 頻率特性的基本概念
5.2.2 頻率特性的幾何表示方法
5.3 開環系統的頻率特性
5.3.1 典型環節的頻率特性
5.3.2 開環系統的頻率特性
5.4 線性系統的穩定性分析
5.4.1 頻率域穩定判據
5.4.2 穩定裕度
5.5 閉環系統的頻域性能指標
5.5.1 控制系統的頻寬
5.5.2 閉環系統頻域性能指標和時域指標的轉換
5.5.3 閉環頻率特性
5.6 線性系統的頻域法校正
5.6 ，1串聯超前校正
5.6.2 串聯滯後校正
5.6.3 串聯滯後一超前校正
5.7 線性系統頻域法的套用
本章小結
本章習題輔導
第6章 線性離散系統的分析
6.1 引言
6.2 離散控制系統的基本概念
6.2.1 離散控制系統的套用
6.2.2 離散控制系統的特點
6.2.3 離散控制系統的研究方法
6.3 信號的採樣和保持
6.3.1 採樣過程
6.3.2 採樣過程的數學描述
6.3.3 採樣定理
6.3.4 零階保持器
6.4 Z變換理論
6.4.1 Z變換的定義
6.4.2 Z變換的求法
6.4.3 Z變換的基本定理
6.4.4 Z反變換
6.5 離散系統的數學模型
6.5.1 離散系統的數學定義
6.5.2 線性常係數差分方程及其解法
6.5.3 脈衝傳遞函式
6.6 離散系統的穩定性分析
6.6.1 離散控制系統穩定的充要條件
6.6.2 勞斯穩定判據
6.6.3 朱利穩定判據
6.6.4 採樣周期與開環增益對穩定性的影響
6.6.5 離散系統的穩態誤差分析
6.7 離散系統的動態性能分析
6.7.1 離散控制系統的時間回響及性能指標
6.7.2 閉環極點的分布與動態性能的關係
6.8 離散系統的數字校正
6.8.1 校正方式
6.8.2 數字控制器的脈衝傳遞函式
6.8.3 最少拍系統及設計
6.8.4 最少拍無紋波系統設計
本章小結
本章習題輔導
第7章 非線性控制系統分析
7.1 引言
7.2 非線性控制系統概述
7.2.1 非線性系統的特點
7.2.2 非線性系統的分析與設計方法
7.3 常見非線性特性及其對系統性能的影響
7.4 相平面法
7.4.1 相平面的基本概念
7.4.2 相軌跡的繪製方法
7.4.3 線性系統的相軌跡
7.4.4 奇點和奇線
7.4.5 非線性系統的相平面分析
7.5 描述函式法
7.5.1 描述函式的基本概念
7.5.2 典型非線性特性描述函式
7.5.3 非線性系統的簡化
7.5.4 描述函式法進行非線性系統分析
7.6 非線性控制系統的設計實例
本章小結
本章習題輔導
第8章 線性系統的狀態空間分析與綜合
8.1 引言
8.2 線性系統的狀態空間描述
8.2.1 狀態與狀態變數
8.2.2 狀態空間表達式
8.2.3 狀態空間表達式的建立方法
8.2.4 線性連續時不變系統狀態方租的解
8.2.5 系統的傳遞函式矩陣
8.2.6 線性系統狀態空間模型的線性變換
8.2.7 線性離散系統的狀態空間模型
8.3 線性系統的能控性和能觀性
8.3.1 線性連續系統的能控性
8.3.2 輸出能控性
8.3.3 線性連續系統的能觀性
8.3.4 狀態空間表達式的能控和能觀標準型轉化
8.3.5 線性定常系統的規範分解
8.3.6 離散系統的能控性和能觀性
8.4 李雅普諾夫穩定性分析
8.4.1 李雅普諾夫意義下的穩定性
8.4.2 李雅普諾夫第一法(間接法)
8.4.3 李雅普諾夫第二法(直接法)
8.4.4 李雅普諾夫第二法線上性定常系統中的套用
8.5 線性定常系統的狀態綜合
8.5.1 兩種常用反饋控制結構
8.5.2 反饋結構對系統性能的影響
8.5.3 系統的極點配置
8.5.4 全維狀態觀測器
8.5.5 分離特性
8.6 狀態空間分析法的設計實例
本章小結
本章習題輔導
第9章 最優控制理論基礎
9.1 引言
9.2 最優控制問題導論
9.3 最優控制中的變分法
9.3.1 微積分基礎
9.3.2 泛函與變分法基本概念
9.3.3 泛函極值問題與歐拉方程
9.3.4 條件泛函極值與動態系統的最優控制問題
9.4 極小值原理及其套用
9.4.1 經典變分法的局限
9.4.2 連續系統的極小值原理
9.4.3 極小值原理的套用
9.5 線性二次型最優控制問題
9.5.1 線性二次型問題
9.5.2 線性系統狀態調節器問題
9.5.3 倒立擺的最優控制問題
9.6 動態規劃
9.6.1 動態規劃基本思想
9.6.2 動態規劃法求解離散最優控制問題
本章小結
本章習題輔導
各章課後練習題參考答案
參考文獻
序言
自動控制原理是控制科學與工程一級學科的重要理論基礎，是高等學校自動化及相關專業的一門核心基礎理論課程，也是控制學科全國碩士研究生入學考試專業基礎課必考科目。學好自動控制原理，對掌握自動化技術以及在自動化領域繼續深造有著重要作用。
本書共分9章，第1章－第7章為古典控制理論，第8章、第9章為現代控制理論。第1章給出自動控制的基本概念；第2章介紹自動控制系統建模；第3章－第5章介紹線性連續系統的三大分析方法（時域分析法、根軌跡法、頻率回響法）；第6章闡述線性離散系統的分析法；第7章介紹非線性系統分析法；第8章闡述線性系統的狀態空間分析方法；第9章介紹動態系統的最優控制方法。
本書全部編委均講授“自動控制原理”、“控制系統工程”課程多年，教學經驗豐富，其中三分之一的編委有在英國、美國、法國、新加坡、香港求學或工作的經歷。2009年，本書列選為“‘控制系統工程’國家雙語教學示範課程雙語教材的中文版”。本書按照教學大綱的要求編寫，突出了基礎性、先進性、國際性、易讀性，以工程套用為背景，全面闡述自動控制的基本理論、基本概念和基本方法，並配有大量的典型習題、考研試題、課後習題。
本書共分9章，第1章－第7章為古典控制理論，第8章、第9章為現代控制理論。第1章給出自動控制的基本概念；第2章介紹自動控制系統建模；第3章－第5章介紹線性連續系統的三大分析方法（時域分析法、根軌跡法、頻率回響法）；第6章闡述線性離散系統的分析法；第7章介紹非線性系統分析法；第8章闡述線性系統的狀態空間分析方法；第9章介紹動態系統的最優控制方法。
本書全部編委均講授“自動控制原理”、“控制系統工程”課程多年，教學經驗豐富，其中三分之一的編委有在英國、美國、法國、新加坡、香港求學或工作的經歷。2009年，本書列選為“‘控制系統工程’國家雙語教學示範課程雙語教材的中文版”。本書按照教學大綱的要求編寫，突出了基礎性、先進性、國際性、易讀性，以工程套用為背景，全面闡述自動控制的基本理論、基本概念和基本方法，並配有大量的典型習題、考研試題、課後習題。
